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Schneller, leichter, cleverer

Seit hundert Jahren gibt es die TOUR de France. In dieser Zeit haben die Profiräder den Weg von der Landmaschinentechnik zum Windkanal zurückgelegt.

Der Mann am Mikrofon hat eine bewegte Vergangenheit. 1966 sprintete der heutige Fernseh-Sportreporter Rudi Altig auf seinem Rennrad zum Weltmeistertitel. Auf einem Zehngang-Rad aus Stahl, über zehn Kilo schwer. Hightech? Nicht mal für damalige Verhältnisse – doch den Fahrern war das egal. „Mir war immer wichtig, dass ich an meinem Rad sauberes Lenkerband hatte“ meint Altig heute zu seinem Rad von damals.

Im hundertsten Jahr der TOUR de France sind die Fahrer da weniger bescheiden. Der Beste der vergangenen Jahre ist gleichzeitig einer der Penibelsten, wenn es um das technisch Machbare geht: Der vierfache TOUR-Sieger Lance Armstrong tüftelt mit seinem Materialsponsor am optimalen Material. Mindestens drei Radtypen fahren im Teamtruck mit, wenn Armstrong antritt.

Jede Maschine des Champions ist für andere Aufgaben konstruiert. Eine schwere Bergetappe? Hier zählt das Gewicht. Armstrong greift eine Sieben-Kilo-Maschine, deren Kohlefaser-Laufräder alleine schon 2.000 Euro kosten. Zwei Münchener Faserspezialisten fertigen sie in einer versteckten Werkstatt, zu der kaum ein Fremder Zutritt erhält. Ein Einzel-Zeitfahren, bei dem Armstrong ohne den Windschatten des Teams auskommen muss? Die Rahmenrohre seiner Spezialmaschine dafür zeigen den Querschnitt einer Jet-Tragfläche. Ihre Form folgt dem Weg des geringsten Luftwiderstands.

Im Jahr 1903, als der französische Journalist Henri Desgrange die TOUR de France ins Leben rief, hatten die Fahrer noch andere technische Probleme: Erst wenige Jahre zuvor hatte das Fahrrad überhaupt in groben Umrissen seine heutige Form angenommen. Der Hinterradantrieb per Kette löste Hoch- und Niederräder ab, an deren Vorderradachsen die Tretkurbeln direkt und ohne Übersetzung ansetzten. Bremsen? Freilauf? Fahlanzeige. Auch die Luftreifen galten noch als neuartige Technik – und doch waren sie eine wichtige technische Voraussetzung für eine halbwegs komfortable Fahrt auf den unbefestigten Straßen. Diese waren schließlich noch nicht für schnelle Automobile, sondern erst für langsame Fuhrwerke präpariert.

Frankreich, eine Rennbahn

60 Fahrer waren zur ersten TOUR angetreten, um „sich sechs Tage auf der Straße (zu) behaupten und aus Frankreich eine große Radrennbahn (zu) machen“, wie es Mitorganisator Geo Lefévre ankündigte. Die meisten von ihnen waren Berufsfahrer, unterwegs im Auftrag der aufstrebenden Fahrradfirmen. In diesen sechs Tagesetappen, die sich mit Erholungstagen auf 18 Tage verteilten, holperten die Pioniere gewaltige 2.500 Kilometer über französische Pisten. Ihre Durchschnittsgeschwindigkeit: 25 Kilometer pro Stunde.

Zu langsam, um ernsthafte Probleme mit der Aerodynamik zu bekommen. Doch die entscheidet heute, ein Jahrhundert später, oft über den Erfolg. In der Spezialdisziplin „Einzelzeitfahren“erreichen die Radprofis Schnitte über 50 Kilometer pro Stunde. Doppelt so schnell wie der Schnitt bei der TOUR-Premiere – und mit dem vierfachen Luftwiderstand verbunden, denn der Luftwiderstand wächst mit dem Quadrat der Geschwindigkeit. Über 90 Prozent ihrer Kraft wenden die Fahrer bei diesem Tempo auf, um gegen den unsichtbaren Gegner anzukämpfen. Ohne ausgefeilte Aero-Tricks wären sie nie so schnell geworden. Das Stundenmittel für die gesamte Distanz der TOUR liegt seit Jahren jenseits von Tempo 40.

Mindestens eine TOUR de France wurde durch die bessere Aerodynamik entschieden. 1989 endete das Etappenrennen mit einem nur 21 Kilometer langen Einzelzeitfahren. Dabei starten die Fahrer nacheinander, Windschattenfahren ist streng verboten. Laurent Fignon, der die TOUR bereits einmal für sich entscheiden konnte, lag 50 Sekunden vor seinem Verfolger, dem Amerikaner Greg Lemond. Ein sicherer Vorsprung – nach normalen Maßstäben. Doch Lemonds Auftritt schuf eine neue Normalität. Mit einem speichenlosen Scheibenrad hinten, einem stromlinienförmigen Helm und vor allem einem Speziallenker, der ihn in die Position eines Ski-Abfahrtsläufers brachte, riss er einen Kilometer nach dem anderen in Bestzeit herunter. Das Ergebnis: Lemond jagte Fignon den TOURsieg um acht Sekunden ab. Ein technischer k.o. mit Folgen.

Weltrekord: 129 Stundenkilometer

Profiteams mit guten Verbindungen zur Auto- oder Luftfahrtindustrie nutzen seitdem gerne deren Hightech-Forschungseinrichtungen. Im November des Jahres 2000 etwa zogen sich Fahrer und Materialexperten des Teams Deutsche Telekom in den Windkanal des Ko-Sponsors Audi zurück. Liessen die Probanden mit unterschiedlichen Helmen, Rennanzügen und Rahmen im Luftstrom pedalieren. Veränderten die Sitzpositionen zentimeterweise, bis das Optimum aus Aerodynamik und körperlicher Erträglichkeit gefunden war. Bis zu fünf Prozent windschlüpfiger wurden die Fahrer dadurch. Keine Kleinigkeit und ein klarer Vorteil für Teams mit den entsprechenden Kontakten.

Die schnellsten Muskel-Kraftfahrer dürfen indessen garnicht erst bei der TOUR antreten: sie fahren vollverkleidete Liegeräder. Der Welt-Radsportverband, der die Regeln für Radrennen aufstellt, verbietet aerodynamische Verkleidungen. Auch die erlaubten Rohrquerschnitte, Laufräder und Sitzpositionen sind genau katalogisiert. Die Liegeradler haben deshalb ihren eigenen Verband gegründet – und ihre eigenen Rekorde aufgestellt: Den Stundenrekord hält ein hochkant stehender Tropfen namens „Whitehawk“, gebaut an der Uni Aachen. In dessen Kohlefaserhaut fegte der Rennfahrer Lars Teutenberg in einer Stunde 82,6 Kilometer über eine Radrennbahn. Der Rekord über 200 Meter mit fliegendem Start liegt bei 129 Stundenkilometer – undenkbar ohne Windkanal-Experimente. Ein solches Rekordfahrzeug hat nur ein Zehntel des Luftwiderstandes normaler Radrennfahrer. Bei der TOUR de France darf damit niemand antreten.

So wichtig die Aerodynamik auch ist – ihre alles beherrschende Rolle beschränkt sich bei der „Grande Boucle“, der „Großen Schleife“ durch Frankreich, auf das Zeitfahren. Bei einer typischen TOUR der Gegenwart macht das nur etwa drei von 21 Etappen aus. Den größten Teil des Rennens zählen andere Feinheiten der Radtechnik. Bei den Pionieren der TOUR war das vor allem die Zuverlässigkeit der Maschine. Im Jahr 1904, bei der zweiten TOUR de France überhaupt, sieht der Veranstalter Henri Desgrange seine Idee schon wieder am Ende. Zum Ärger, dass er die vier führenden Fahrer nachträglich disqualifizieren muss – sie hatten um Siege gefeilscht und teilweise mutmaßlich per Eisenbahn abgekürzt – kam die Sorge um Sabotageakte unterwegs. 125 Kilo Nägel sollen die Unterstützer führender Fahrer insgesamt geworfen haben, um deren Verfolger zu stoppen! Weil das Reglement jede Hilfe von außen streng bestrafte, mussten die Pechvögel ihre Ersatzreifen von den Schultern pellen und anstelle der durchbohrten Pneus aufziehen.

Der Prototyp fliegt in die Hecke

Die bekannteste Episode aus der Zeit der Selbsthilfe spielt 1913 in den Pyreanäen. Eugene Christophe, einer der Favoriten, erlitt auf einer felsigen Passstraße einen Gabelbruch. Nachdem er 14 Kilometer zu Fuß in den nächsten Ort marschiert war, reparierte er selbst in einem Metallbetrieb sein Rad und erreichte das Etappenziel noch vor Zielschluss. Die Rennkommissäre brummten ihm drei Strafminuten auf – ein Helfer hatte den Blasebalg des Schmiedefeuers betrieben.Diese Zeiten sind lange vorbei. Als 84 Jahre später der Däne Bjarne Riis beim Zeitfahren ein Schaltproblem hat, zögert er nicht lange. Wutentbrannt schleudert der Sieger der TOUR 1996 den zigtausend Euro teuren Carbon-Prototypen in eine Hecke. Sein Begleitauto stoppt, Riis bekommt ein neues, maßgefertigtes Rad vom Dach gereicht und fährt weiter. Wenn während einer normalen Etappe der Mannschaftswagen nicht helfen kann, springt einer der gelben, neutralen Materialwagen bei.

Selbst wenn keine Panne die Fahrt unterbricht, zählt die Technik – allen voran die der Gangschaltung. So skurril im hundertsten Jahr der TOUR de France der lange Fußmarsch eines Favoriten wie Christophe erscheinen mag, so üblich war er bis nach dem Ersten Weltkrieg. Bergauf jedenfalls. Anlässlich der ersten TOUR nach dem Krieg jubelte Veranstalter Henri Desgrange in seinem Blatt L’Equipe: „Ist es nicht herrlich, sie so zu sehen, unsere schöne Jugend, mit ihrem charmanten Lächeln, ihren strahlend weißen Zähnen (...) mit ihren vortrefflichen Rennmaschinen, mit denen sie bald den TOURmalet und Galibier (zwei hohe Pyrenäenpässe, Anm.) bezwingen werden (...)“. Doch die „vortrefflichen Rennmaschinen“ hatten auch 1919 noch nicht einmal eine Gangschaltung, um die Rampen des Gebirges zu ebnen.

Sensation: die erste Gangschaltung

Der erste Schritt weg von der starren Übersetzung war eine sehr archaische Zweigang-„Schaltung“: Bis in die dreißiger Jahre hielten die Fahrer auf dem Gipfel eines Passes an und nahmen mit Flügelmuttern die Hinterräder heraus, drehten sie um und schraubten sie wieder fest. Auf der anderen Seite der Hinterradnabe befand sich nämlich ein zweites Ritzel mit weniger Zähnen, das bergab höhere Geschwindigkeiten ermöglichte.

Die Erfindung eines Schnallspannhebels, der die Hinterradmontage erleichterte, machte den Rennfahrer Tullio Campagnolo 1930 zum Unternehmer. Der Firmenlegende nach hatte er 1927 ein Rennen deshalb verloren, weil seine vom Schneeregen klammen Finger ihn am Radumdrehen hinderten. Wenige Jahre später stellte Campagnolo auch eine Gestängeschaltung vor. Ein kleiner Hebel am Hinterrad drückte die Kette zwischen drei Ritzel hin und her – ganz ohne Absteigen. Dass der Einsatz von Gangschaltungen erst dann, 1937, vom Radsportverband zugelassen wurde – was zum TOUR-Sieg des Schaltungsfahrers Roger Lapebie führte – sagt vielleicht weniger über den Stand der Technik als über die Geisteshaltung des Verbands: Funktionierende Nabenschaltungen gab es bereits zu Beginn des 20 Jahrhunderts. Allein, sie waren vom Reglement nicht zugelassen. Nebeneffekt der Regeländerung: Tullio Campagnolos Firma erwarb sich Weltruhm und stattet noch heute fast die Hälfte der TOUR-Teams mit Schaltungen und Laufrädern aus.

Die momentan technisch modernste Rennschaltung braucht weder ein Gestänge noch Seilzüge. Die „Mektronic“ des französischen Herstellers Mavic lässt die Kette per Funksignal klettern. Zwischen zehn Ritzeln am Hinterrad und zwei Zahnräder vorne wählen die Rennfahrer die passende Übersetzung. Für mehr Gänge ist bei gleicher Technik kein Platz – schließlich müssen die Fersen noch an der Hinterachse vorbeipassen. Erst 1990 brachte die japanische Firma Shimano das Schalten an den Lenker. So konnten die Rennfahrer auch im dichtesten Getümmel schalten, ohne die Kontrolle zu verlieren. Bevor es dazu kam, musste viel geschehen. Von den Dreißigern bis in die achtziger Jahre geschah fast nichts, will man die Erweiterung der Zahnradpakete um ein Ritzel pro Jahrzehnt nicht überbewerten. Doch dann überschlugen sich die Ereignisse im Reich der Radtechnik. Ein Auslöser: Das Mountainbike. Es brachte Schwung in die Entwicklungsabteilungen und Geld in die Kassen. Nicht nur die Schalttechnik profitierte. Auch im Rahmenbau begann in den späten Achtzigern eine neue Ära: Der Leichtbau.

Rahmen knicken wie Coladosen

An steilen Bergen steht der Fahrtwind still. Unterhalb von 20 Kilometern pro Stunde zählt nicht der Luftwiderstand, sondern das Gewicht von Fahrer und Maschine. Beim Mountainbike genauso wie beim Rennrad. Wer fünf Kilo abnimmt, senkt als Radfahrer sein „Systemgewicht“ gleich um etliche Prozente. Doch Radrennfahrer sind physisch am Limit. Sie haben eher zuwenig als zuviel Fett, und wer zu mager ist, hält kein langes Rennen durch. Für mehr Speed muss deshalb das Rad abspecken – und das hat Techniker und Tüftler schon immer fasziniert.

Bis weit in die achtziger Jahre bestanden Fahrradrahmen aus Stahl. Selbst die Wandstärken und Durchmesser der Rohre blieben lange konstant. Fortgeschrittene Walzverfahren und die Technik der „Konifizierung“ – die Rohrwandstärke wurde dadurch in der Mitte geringer als an den Enden – hatten schon 1935 zu Rahmengewichten geführt, die sich dann nicht mehr wesentlich änderten. Das Zeitalter des Aluminiums kam zunächst schleichend. 1933 benutzte Vicente Trueba als erster TOUR-Profi Alufelgen, die er an einem Bahnübergang derart zerbeulte, dass L’Equipe sich einer hämischen Bildunterschrift nicht enthalten konnte.

Vierzig Jahre später kamen geklebte Aluminiumrahmen auf. Da die Hersteller sich an den Dimensionen der Stahrahmen orientierten, erwies sich das Leichtmetall als zu instabil. Stahl dominierte weiter – bis im Zeitalter des Mountainbikes die Zeit reif war für eine andere Optik und das leichtere Metall. Die US-Firmen Cannondale und Klein hatten es geschafft, aus dem einstmals als heikel geltenden Aluminium Rahmen zu schweißen, die steifer und leichter waren als alles, was europäische Rahmenbauer aus Stahl löten konnten. Größere Rohrdurchmesser, dünnere Wandstärken hieß das Rezept zum Leichtgewicht. Einer der erfolgreichsten TOUR-Fahrer aller Zeiten, der Spanier Miguel Indurain, siegte noch 1995 auf Stahl. Sein Rad wog 10,5 Kilo. Seit Aluminium sich durchgesetzt hat, würde kein Hobbyfahrer auch nur 1.000 Euro für eine derart schwere Maschine ausgeben. Doch auch Aluminium ist ausgereizt: Die leichtesten Aluminiumrahmen knicken inzwischen ein wie Coladosen, wenn sie gegen eine Kante fallen.

2001 legte der Welt-Radsportverband „aus Sicherheitsgründen“ eine Gewichtsuntergrenze für Rennräder fest: mindestens 6,8 Kilo müssen die Maschinen seitdem wiegen, immerhin 40 Prozent weniger als Indurains Maschine! Um dorthin zu kommen, musste die Radtechnik endlich wieder zur Spitze der technischen Entwicklung aufschließen – die sie vor einem Jahrhundert noch selbst darstellte. Danach herrschte vorübergehend Denkflaute.

Mit Kohlefasern und Bio-CAD

„Bis vor zehn Jahren konnte man noch nicht von echter Entwicklung reden. Das war Versuch und Irrtum“ meint der deutsche Ingenieur Peter Denk. Er ist einer von denen, die momentan den serienmäßigen Leichtbau auf die Spitze treiben. Sein Material der Zukunft: Carbon, Laminate aus Kohlefasern. Für die US-amerikanische Firma Scott hat er daraus einen 900 Gramm leichten Profi-Rahmen entwickelt. Eine sensationelle Entwicklung: Mit Gabel wiegt der Rahmen soviel wie eine Flasche Apfelsaft – und ist doch das Fahrwerk für Pass-Abfahrten mit 100 Stundenkilometern. Damit ist der Rahmen über 200 Gramm leichter als der ohnehin schon superleichte Faserverbund, auf dem TOUR-Dominator Lance Armstrong seit Jahren siegt.

Denks Trick ist die richtige Mischung aus Carbonfasern, Erfahrung und einer Software, die genauso konstruiert wie die Natur: „Wir arbeiten mit Programmen, die es vor zehn Jahren nicht einmal in der Autoindustrie gab. Zum Beispiel´Bio-CAD´: Wir geben dem Rechner verschiedene Punkte ein, an denen Kräfte am Rahmen angreifen; über die Tretkurbeln, den Lenker oder die Räder zum Beispiel. Dann sagen wir dem Programm noch, in welcher Stärke und Richtung die Kraft wirkt – und der Rechner verbindet die Punkte so, dass Steifigkeit und Gewicht ins ideale Verhältnis kommen. Das Programm ist der Natur abgeschaut: Genauso wächst ein Baum!“ Zum Erstaunen der Ingenieure ähnelt die entstehende Rahmenform verblüffend dem in Grundzügen 100 Jahre alten Diamantrahmen.

A propos Baum: Schon 1895, acht Jahre vor Desgranges erfolgreicher Renn-Premiere, entlieh sich die Klagenfurter Manufaktur Grundner und Lemisch hier ihr Material und konstruierte den Rahmen ihres Niederrades „aus bestem Shanghai-Bambus“. Auf dem weiten Weg vom Bambusrahmen zur Carbon-Zeitfahrmaschine und Bio-CAD passierte das Fahrrad viele Windkanäle, Laborwaagen, Festplatten und Schraubstöcke. Und jedes Jahr im Juli zeigte sich, wie weit der Fortschritt gediehen war. Bei der TOUR de France, in den Worten ihres Gründers einem „Volksfest zur großen Ehre dieses göttlichen Gerätes und zur Ehre unserer großen Fahrradindustrie.“

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